关中平原城市群气候变化和人类活动对植被NDVI变化的影响

[目的]研究关中平原城市群气候变化和人类活动对植被NDVI变化的影响。[方法]基于2001—2020年的植被NDVI和地表温度数据,运用趋势分析和残差分析等方法分析近20年关中平原城市群植被生长季植被NDVI变化趋势,以及气候变化和人类活动对生长季植被NDVI的驱动力分析及其贡献率。[结果]近20年来研究区生长季植被NDVI呈波动性增加趋势,其变化受气候变化和人类活动共同影响,且存在较大空间异质性,研究区中部生长季植被NDVI降低主要归因于人类活动的影响。气候变化和人类活动对生长季植被NDVI贡献率主要为正值,人类活动因素的贡献率更高,且研究区水系两侧多呈现气候变化抑制、人类活动促进的情况。[结论]关中平原城市群中人类活动对生长季植被NDVI的影响较大,建议在综合因素分析中多重视人类活动影响。     

重庆喀斯特地区NDVI变化的影响因素

【目的】区域植被指数是评价其生态系统的重要指标。喀斯特地区生境脆弱,对气候变化和人类活动均较敏感,易遭受破坏且恢复困难。本研究探讨气候要素与植被变化之间的关系,通过残差分析分离人类活动对植被的影响,定量评估其贡献。【方法】基于2001-2014年归一化植被指数数据、气象数据及土地利用数据,采用趋势分析法、偏相关分析。【结果】重庆喀斯特地区近14年NDVI整体呈现波动上升趋势,年增长率为0.0048/年,研究区内78.9%的区域植被增加,17.14%的区域植被变化不明显,只有不到4%的区域植被出现退化;气候变化对植被的影响远高于人类活动,气温的相关性高于降水,主要表现为正相关;其中气候变化的贡献率为94.6%,人类活动贡献率为5.4%;研究区实际NDVI值与模拟NDVI值之间的平均残差为0.0397。【结论】人类活动对植被的影响表现为正向,重庆针对喀斯特地区的生态恢复工程已初见成效。     

黄土高原地区2001-2015年植被覆盖变化及气候影响因子

为研究国家"退耕还林还草"工程实施以来黄土高原植被覆盖动态变化,以2001-2015年的MODIS NDVI为数据源,结合2001-2015年的气象数据(温度/降水),分析黄土高原地区植被NDVI、气温和降水量的空间分布特征,以及植被NDVI对气温和降水量的响应关系。结果表明,近15a黄土高原地区植被NDVI总体呈现增长趋势。黄土高原地区植被NDVI的空间分布差异显著,大体趋势是植被覆盖从西北部向东南部逐渐递增。研究区植被的空间变化也具有明显的差异特征,研究区的西安市、渭南市及豫西山地的洛阳市等地的植被退化严重,但是随着国家"退耕还林还草"计划的实施,黄土高原地区中部的植被覆盖有了明显的改善。黄土高原地区的温度年际间变化不大,而降水量起伏变化较大。降水量对植被NDVI的影响大于温度对植被NDVI的影响。     

气候变化和人类活动对环塔里木盆地植被覆盖度的影响

塔里木盆地生态系统脆弱,易受到人类活动的影响,植被对维持塔里木盆地生态系统稳定性具有极其重要的作用。以塔里木盆地边缘的绿洲区域、绿洲外围植被分布区及塔克拉玛干沙漠公路周围植被分布区作为研究区域,将植被覆盖度(FVC)作为反映植被变化的监测指标,利用归一化植被指数(NDVI)、气温、降水、植被类型数据,采用像元二分模型、一元线性回归法、残差分析等方法,分析了植被覆盖度的时空变化,以及气候变化和人类活动对环塔里木盆地、各植被类型植被覆盖度的影响。结果表明：(1)2000—2022年环塔里盆地植被覆盖度每10年增长0.008,各植被类型的植被覆盖度均呈现上升趋势,空间上植被覆盖度呈现“北高南低”的分布格局。气候变化影响的大部分区域植被覆盖度基本不变,人类活动影响的植被覆盖度以改善为主;(2)植被覆盖度的变化主要由气候变化和人类活动共同主导,但人类活动的影响大于气候变化。气候变化和人类活动共同作用时,植被覆盖度改善和退化的面积占比分别为19.79%、49.55%;(3)在植被覆盖度改善区,人类活动的相对贡献率整体较高。在植被覆盖度退化区,气候变化对绿洲区域内植被的相对贡献率更高,在绿洲区域外人...     

洋河流域NDVI时空变化及驱动力分析

目的研究洋河流域的植被覆盖变化及驱动因素,可以为该区域生态建设及植被修复提供重要的参考价值。方法基于SPOT Vegetation NDVI数据、气象数据及土地利用数据,运用趋势分析、偏相关分析、复相关分析及残差分析等方法,探究1999—2015年气候变化及人类活动对洋河流域NDVI的影响。结果(1) 1999—2015年洋河流域NDVI整体呈上升趋势,增速为每10年3.9%,NDVI显著改善和显著退化的面积分别占流域总面积的57.90%和1.13%,其中有林地和灌木林地改善最为明显。(2)研究区有51.99%的区域NDVI变化受气候因子驱动明显,其中降水驱动型和降水、气温驱动型分别占流域总面积的26.13%和25.44%,前者主要分布在兴和、尚义、阳高、天镇、怀安及宣化等区域,后者主要分布在兴和南部及向东偏南方向延伸的带状区域,单一的年均气温对NDVI的变化影响较弱。(3)1999年以来,流域植被受人类活动的干扰逐渐增强,增速为每10年4.5%,以正向作用为主,正向作用主要分布在坝缘3县(尚义、万全、崇礼)及阳高等地,负向作用主要分布在城镇和农村等人口较为密集的地区。结论1999—2015年洋河流域NDVI变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,但主要影响因素为人类活动干扰,京津风沙源治理等工程项目对当地的植被改善有十分重要的作用。      

2001-2013年黄土高原植被净初级生产力时空变化及其归因

基于光能利用率模型(CASA),利用遥感数据、气象数据和基础地理数据,测算了2001-2013年黄土高原植被净初级生产力(NPP),并辅以一元线性回归、Hurst指数及相关分析等方法,分析了2001-2013年黄土高原NPP时空变化特征、未来变化趋势及其驱动因素.结果表明,2001-2013年黄土高原植被年均NPP呈显著增加趋势,年增速为4.9 g/(m2·a).黄土高原植被NPP空间分布差异显著,表现出由东南向西北递减的趋势.黄土高原植被NPP呈增加趋势和减少趋势的面积分别占78.0%和22.0%.Hurst指数表明研究区未来植被NPP变化的正向特征显著,呈持续性和反持续性的比重分别为72.1%和28.9%.黄土高原植被NPP变化与降水、气温相关性不大,人类活动是影响植被NPP变化的重要因素,且对NPP有双重影响.     

典型干湿区植被与气候因子的相互响应关系研究

根据中国干湿区分布图,选取典型的干旱地区（额济纳地区）、半干旱/半湿润（关中盆地/黄土高原）和湿润地区（鄱阳湖地区）为研究区域。基于1982～2000年的NDVI数据和1981～2000年3个研究区气象观测资料,探讨了不同干湿分布区植被NDVI与气候因子（温度、降水）之间相互响应关系。结果表明,植被对气候因子的响应关系中,干旱地区（额济纳地区）植被对降水的变化较为敏感;半湿润/半干旱地区（关中盆地/黄土高原地区）植被对温度和降水的变化均较为敏感;而湿润地区（鄱阳湖地区）植被对温度的变化敏感;植被对气候因子的影响中,干旱地区（额济纳地区）前一年冬季植被NDVI与当年夏季温度、降水的分别呈显著的负、正相关;而半干旱/半湿润地区（关中盆地/黄土高原地区）当年植被NDVI与当年温度呈显著正相关。     

基于SPOT-VGT数据的湖南省植被变化及其对气候变化的响应

目的本文旨在研究湖南省植被变化及其对气候变化的响应,以期为湖南省生态保护提供科学指导依据。方法利用2000—2015年SPOT-VGT NDVI、植被类型以及气象数据,辅以最小二乘趋势分析和相关性分析,探讨了湖南省植被生长变化特征并从年和月变化尺度分析了不同类型植被对气候变化的响应。结果(1) 近16年湖南省大部分地区植被NDVI呈增加趋势,但空间分布差异较大,NDVI高值区在湘西北和湘西南,而湘中及湘北植被覆盖较差;(2)2000—2015年湖南省植被NDVI增幅为0.004 5/a,灌丛NDVI增加趋势最大,达0.005 1/a,而沼泽最小,仅为0.002 6/a;(3)湖南省植被NDVI与气温、降水正负相关共存,与气温的相关性较好。从不同类型植被来看,各类型植被NDVI与气温呈正相关的面积占绝大部分,灌丛和针叶林NDVI与降水呈正相关的面积较大,而草丛、草甸和沼泽NDVI与降水呈负相关的面积较大,阔叶林和栽培植被与降水呈正负相关的面积约各占一半;(4)时滞性分析表明,植被对降水的响应存在2个月滞后,且7月NDVI与6月降水、9月NDVI与同期降水的相关性显著,但逐月NDVI与前0~3个月气温的相关性均不显著。结论近16年湖南省植被覆盖呈增加态势,但空间分布差异较大;不同类型植被对气候要素变化响应也各异。      

中国东北部地区植被与气候因子相关关系研究

利用1982～2006年NOAA/AVHRR-NDVI数据和气象站点观测的降水、温度资料,对我国东北部地区的植被覆盖和气候变化特征及其相互关系进行了诊断分析。结果表明,东北部地区NDVI(降水)呈不明显上升(下降)趋势,温度总体呈显著的升高趋势;全区NDVI与降水的相关不明显,但在降水较少的辽宁和内蒙古地区,降水量是影响植被的重要因子;NDVI与温度呈显著的正相关,尤其在春季;温度较低地区的植被与温度相关更明显,植被覆盖较高(低)地区的植被对温度的响应(影响)明显。     

基于ITPCAS驱动数据集的黄河源区植被变化及其与气候因子相关分析

【目的】厘清近年来黄河源区植被覆盖变化及其对驱动因子的响应,为黄河源区生态环境可持续发展与科学预估气候变化对植被格局的影响提供理论依据。【方法】基于1999-2015年SPOT VGT-NDVI数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素(ITPCAS)驱动数据集,运用趋势分析、Mann-Kendall非参数统计检验、R/S分析和相关分析等方法,分析了1999-2015年NDVI和气象因子的时空变化特征,并探讨温度、降水量、地表净辐射(R_n)等气象因子以及人类活动对植被覆盖变化的影响。【结果】(1)黄河源区多年平均NDVI空间分布呈东南高、西北低的格局,整体上NDVI呈增加趋势,每10年增速为1.6%,其中上升趋势的区域占研究区78.2%;NDVI在2003年附近存在突变;同时期温度和降水为振荡上升趋势,而R_n为振荡下降趋势,并且未来NDVI和各气象因子将持续这种变化趋势。(2)年平均NDVI与年平均温度呈显著正相关关系,与年平均降水量呈不显著正相关关系,而与年平均R_n呈不显著负相关关系;在偏相关分析中,NDVI与年平均温度的相关性最好。(3)NDVI对温度、降水量变化的响应滞后1个月左右,对R_n变化的响应滞后2个月左右。【结论】ITPCAS驱动数据集在黄河源区有较好的适用性;在年尺度和月尺度上,温度都是黄河源区植被生长影响最大的气象要素;黄河源区植被覆盖的增加主要归因于温度上升以及生态保护"综合性"工程的实施。     

阿拉善高原植被覆盖动态监测与驱动因素分析

阿拉善高原作为我国生态环境重度危急区,定期评价植被动态变化对区域生态环境保护和建设、保障北方地区生态安全及维护社会经济可持续发展具有极其重要的作用。利用遥感影像和气象数据,辅以趋势分析、重标极差及偏相关分析等方法,从全区及旗县尺度对2000-2015年阿拉善高原植被覆盖时空变化及其影响因素进行分析研究。从时间变化特征来看,额济纳旗、阿拉善右旗、阿拉善左旗植被覆盖度均呈增加趋势,其中,阿拉善左旗植被覆盖度最高。总体而言,近16 a阿拉善高原植被覆盖度呈现改善趋势,但以低植被覆盖区为主,植被覆盖区域占阿拉善高原总面积的24.77%。从空间分布特征来看,阿拉善高原植被覆盖具有明显的空间差异,具有东南部高,西北部低的分布特征。Hurst指数表明阿拉善高原植被覆盖度未来变化趋势为东南部持续改善,西北部严重退化。从驱动因子来看,植被覆盖对降水和潜在蒸散存在时滞效应。此外,阿拉善高原植被覆盖度的增加与当地牲畜数量的下降具有负相关关系。     

黄土高原土地利用及生态系统服务时空变化特征研究

全球变化背景下,研究土地利用变化过程对生态系统的影响及相互作用机理,是全面、科学认识生态系统对人类活动和全球气候变化响应的重要支撑。本文选择我国土地利用变化典型区黄土高原为研究区域,在收集相关遥感数据基础上,采用了降水贮存量法、通用土壤流失方程和修正土壤风蚀方程等估算方法,估算了2000—2015年黄土高原水源涵养、土壤保持和防风固沙等主要生态系统服务,分析了2000—2015年黄土高原土地利用和生态系统服务时空变化特征,得出以下结论:2000—2010年黄土高原土地利用变化强度和范围较大,主要以退耕还林还草为主,2010—2015年土地利用变化整体放缓,主要以城市化为主,退耕还林还草为辅;与2000—2010年相比,2011—2015年黄土高原的水源涵养量和土壤保持量有所增加,防风固沙量有所下降,水蚀模数和风蚀模数均有所下降;黄土高原土地利用变化驱动因素主要是国家政策等人类活动因素,生态系统服务年际变化主要是由于气温和降水等气候因子的波动变化,10年或者更长尺度的变化则是由于全球气候变化和土地利用变化双重影响。本文研究可为全球变化下黄土高原生态系统的健康发展提供科技支撑和相关政策建议。     

黄土高原植被对气温和降水的响应

【目的】研究黄土高原植被覆盖对水热条件的时空响应。【方法】利用经验正交函数分析植被覆盖、气温和降水变化情况的时空分布,并结合奇异值分解分析植被覆盖与水热条件的时空相关性。【结果】东南部水热条件对植被的生长最佳,西北部干旱-半干旱地区气温超过一定的界限不利于植被生长,而降水的增加更容易使植被覆盖增大;中国第二大河--黄河的水文效应对干旱-半干旱地区植被覆盖的变化影响密切,在干旱地区水分充足的区域,气温的上升则会促进植被的生长;河谷平原、盆地中植被覆盖对水热的响应较为明显;同一区域不同植被类型对水热的响应也不尽相同;黄土高原植被覆盖与水热要素的相关性很强,但限制性因素较多。【结论】土地利用、植被类型、作物熟制以及地形地貌和高程等是黄土高原气温对植被覆盖影响的主要限制性因素。黄土高原地处干旱的内陆地区,降水对植被的影响最为直接。荒漠地带及非农业耕种区的植被覆盖状况主要取决于天然降水,两者之间具有很强的正相关性。农耕区由于受灌溉条件等人为因素的影响,植被覆盖和降水之间的相关情况更加复杂,不确定性更强。     

内蒙古荒漠草原植被对气候响应的滞后性研究

草原植被驱动机制研究一直备受关注。以1982-2015年内蒙古荒漠草原为研究对象,基于GIMMS NDVI3g及气象数据,采用皮尔逊相关系数、滞后系数探讨内蒙古地区荒漠草原NDVI对气候因子的滞后性。结果表明:1）荒漠草原NDVI、降水、气温和太阳总辐射年内变化都是单峰型。8月草原NDVI值达到最大,NDVI值年内变化不明显;降水也是8月达到最大;气温和太阳总辐射7月达到最大。2）从草原NDVI与气候因子的相关关系和显著相关面积占比来看,气候因子对草原NDVI影响从大到小的排列顺序为:降水>太阳辐射>气温。3）荒漠草原生长季植被的 NDVI与气候的滞后性分析表明,5-9月NDVI与降水相关关系显著,滞后时间为1个月左右。4月NDVI与1-4月的降水不显著,降水不是草地返青的主导气候因子;6-9月草原NDVI与气温成负相关,滞后时间为0~1个月。4-5月草原NDVI与气温成正相关,该季气温的回升是植被返青的关键因子;6-9月草原NDVI与太阳辐射成负相关,滞后时间为1个月。5月草原NDVI与太阳辐射成正相关,滞后时间为1个月;4月NDVI与1-4月的太阳辐射关系不显著。     

基于Budyko理论定量分析窟野河流域植被变化对径流的影响

  目的  植被变化可影响流域下垫面条件，改变水文过程和水资源可持续利用量。揭示植被时空变化格局，明确其对径流变化的贡献是流域水资源管理规划的前提，也是植被恢复工程实施效果评价的依据。  方法  本研究以植被恢复的典型半干旱区窟野河流域为研究区，基于遥感植被指数NDVI和水文、气象数据，通过基于Budyko假设的弹性系数法，分析了1982—2015年植被变化对径流变化的影响。  结果  （1）径流突变点在1998年左右，突变点前后，径流和人类取耗水变化率分别达到?55.5%和92.3%，存在显著性差异（P < 0.05）；降水、干燥指数分别增加2.6%和1.9%，前后两个时段差异不显著（P > 0.05）。（2）流域植被指数NDVI在突变点前后差异显著，88.7%以上区域呈显著增加趋势（P < 0.001），尤以下游明显，表明植被得到了极大恢复。Budyko弹性模型中表征流域属性信息的参数最优值为2.37，拟合出来的参数系数和常数项分别为20.407和?1.868（P < 0.05），表明拟合效果较好，适用性较强。（3）植被变化对径流的贡献率达到84.9%，气候变化和人类活动影响分别为9.3%和5.8%。  结论  窟野河流域内植被得到了极大的恢复；植被变化成为决定径流变化的主导因素，其次为气候变化和人类活动。植被变化的长期生态水文效应有待进一步加强研究，本研究结果可为生态恢复工程实施和政策制定提供参考依据。      

内蒙古地区植被覆盖变化及其对水热条件的响应

目的本文以NDVI为表征,以内蒙古地区植被为研究对象,分析近32年(1982—2013年)生长期各季度植被动态变化趋势及其对气候因子的响应,旨在了解该区的生态环境变化趋势,为区域生态建设提供决策依据。方法本文基于1982—2013年内蒙古地区GIMMS3g NDVI数据集,结合该地区的降水和平均温度数据,运用线性回归、相关性分析和ANUSPLIN插值等方法分析了近32年来生长期各季度植被动态变化趋势及其对气候因子的响应。结果1982—2013年内蒙古地区植被总体上呈上升趋势,内蒙古NDVI与各气候因子的相关性不同,生长期各季度(春、夏、秋)NDVI与降水量多呈显著正相关关系,但与前期降水的相关性更密切;NDVI与温度的相关性以负相关为主。相比于温度,NDVI与降水的相关性更高。结论内蒙古地区植被呈持续好转态势,该区植被在不同生长阶段对水热的响应程度不同。总体上,生长季初期(春季),东北地区(呼伦贝尔市东部及东北部和锡林郭勒市东南边缘),植被对热量变化的响应较为敏感,主要体现在对同时期温度的响应;夏秋季节,中部地区(呼伦贝尔市西南部、锡林郭勒盟大部分地区、乌兰察布市北部、鄂尔多斯市大部)植被动态变化对降水的依赖性较强,突出表现为植被生长对降水的迟滞反应。研究建议,在未来生态恢复与重建工程中,要充分利用自然修复的方式恢复在当地条件下更具有持续性的植被生态系统;同时为避免盲目大规模人工造林导致土地退化,既要考虑目前的水资源承载力,还要考虑未来气候变化背景下,水资源的供给能力。